Dacă Pământul s-ar opriENRO
Pământul după oprirea rotației: mările adunate la poli și nordul sub apă

Se încarcă planeta…

Un experiment de gândire, calculat

Dacă Pământul s-ar opri din rotație, oceanele ar fugi spre poli, iar cea mai mare parte a Europei ar ajunge sub mare

Fără rotație, mările fug spre poli. Siberia, Canada și cea mai mare parte a Europei ajung sub apă, tropicele câștigă uscat, iar Soarele răsare la vest, o dată pe an. Pagina calculează totul din relieful real al planetei, pentru orice localitate alegi, și arată de ce trei oceane ar traversa în continuare ecuatorul, spre deosebire de harta celebră.

Cât de repede te miști chiar acum#

Pământul de sub București e purtat spre est cu 1.198 km/h, pentru că planeta face o rotație completă în 23 de ore și 56 de minute. La ecuator viteza e de 1.674 km/h, la poli e zero.

Nu simți nimic din toate acestea. Aerul, marea și tot ce e în jurul tău merg cu aceeași viteză, iar corpul simte doar schimbările de viteză.

De când ai deschis pagina, ai parcurs 0 km.

Dacă s-ar opri dintr-odată#

Nicio forță n-ar putea face asta, așa că partea aceasta e doar un experiment de gândire. Dacă roca s-ar opri, iar restul și-ar continua mișcarea, aerul ar merge mai departe spre est cu viteza pe care o avea solul cu o clipă înainte: 1.198 km/h în București.

În banda colorată pe glob, între 43,0° latitudine nordică și 43,0° latitudine sudică, vântul acesta ar fi mai rapid decât sunetul. Cea mai puternică rafală măsurată vreodată, pe insula Barrow, în largul Australiei de Vest, în aprilie 1996, a avut 408 km/h.

Ar merge mai departe și marea, și tot ce nu e prins de roca de bază. De aceea, orice răspuns serios la întrebare trece imediat la varianta lentă.

Viteze în km/h. Vântul de după o oprire bruscă ar avea viteza de azi a solului.

Unde s-ar duce toată mișcarea aceasta#

O planetă care se rotește înmagazinează energie ca un volant. În cazul Pământului, aproximativ 2,1 × 10²⁹ jouli. Ca s-o oprești, energia aceasta trebuie să ajungă undeva.

E câtă energie trimite Soarele în spațiu, în toate direcțiile, în 9 minute, și câtă folosește întreaga omenire, în ritmul de azi, în aproximativ 345 de milioane de ani.

Toată radiația Soarelui9 minuteTot consumul de energie al omenirii345 de milioane de ani
Energia rotației, măsurată în timp: cât le-ar lua Soarelui și omenirii s-o producă.

Varianta lentă: mările fug spre poli#

Acum lasă rotația să încetinească atât de lent încât nimic să nu fie aruncat din loc. Derulează, iar ziua se lungește.

Azi, suprafața de nivel a oceanului e cu aproape 21 km mai departe de centrul Pământului la ecuator decât la poli. Cam jumătate din diferență vine din rotația care aruncă totul spre exterior, cealaltă jumătate din atracția umflăturii de rocă pe care rotația a format-o demult. Când rotația slăbește, prima jumătate dispare, iar apa curge la vale, spre poli.

Când ziua ajunge la 48 de ore, După oprirea completă, mările de la ambii poli stau cu aproximativ 5,6 km mai sus decât nivelul de azi, iar apa de la ecuator coboară cu 3,4 km. Uscatul scade de la 30% din suprafața planetei la 24%: nordul pierde mai mult decât câștigă tropicele.

De ce se mișcă apa mai mult decât roca#

Oceanul se așază pe o suprafață de nivel, a cărei formă o dau împreună gravitația și rotația. Fără rotație, suprafața aceasta își schimbă forma: la ecuator coboară cu 11.060 m față de poli.

Se deformează și roca. Pământul e elastic, ca o minge de cauciuc foarte tare: suprafața lui urmează o parte din schimbare, iar masa lui remodelată modifică și ea gravitația. Împreună anulează cam o treime din schimbare. Geofizicienii măsoară aceste proporții din mareele pe care Luna și Soarele le ridică în Pământul solid de două ori pe zi; calculul e același. Așa că marea se mută față de uscat cu aproximativ 69% din schimbare.

Apa mutată are și ea greutate. Adunată la poli, atrage după ea și mai multă apă și apasă fundul mării, ceea ce amplifică efectul cu aproximativ o șesime. Secțiunea prin planetă arată rezultatul pe meridianul care trece prin București.

Secțiune de la un pol la celălalt, pe meridianul care trece prin București. Înălțimile sunt mărite de 60 de ori, ca să se vadă uscatul. Albastru: marea de azi; contur: marea pe Pământul oprit.

Marea de azi Marea pe Pământul oprit

Orașul tău pe Pământul oprit#

Caută un oraș sau dă click oriunde pe glob. Lista cuprinde toate localitățile cu peste 15.000 de locuitori.

București ar fi sub 978 m de apă.

Și aerul se scurge#

Aerul se așază pe aceleași suprafețe ca apa, așa că ar pleca și el de la ecuator. Uscatul de la tropice ar sta la kilometri deasupra noii mări, iar aerul de acolo ar fi rarefiat ca pe munții înalți de azi. Pe glob, galbenul arată unde s-ar respira greu, iar roșul unde aerul e la fel de rarefiat ca pe cele mai înalte vârfuri de azi.

Quito ar ajunge la 6.200 m deasupra noii mări. Dintre oamenii care locuiesc azi în localități de peste 15.000 de locuitori, 20% stau unde i-ar acoperi marea și 4,9% unde solul ar fi la peste 4.000 m deasupra ei, cam la altitudinea orașului El Alto din Bolivia, numit adesea cel mai înalt oraș mare din lume.

2.500–5.000 m 5.000–8.500 m

Noul acoperiș al lumii depinde de cât cedează roca#

Față de noul nivel al mării, vulcanii de lângă ecuator câștigă câțiva kilometri, iar Himalaya mai puțin. Care vârf ajunge cel mai înalt depinde de cum răspunde planeta.

Pe o rocă ce cedează, Everestul rămâne pe primul loc, cu 10.188 m, doar cu 227 m peste Kangchenjunga. Pe o rocă perfect rigidă, ar conduce Huascarán, în Peru, cu 11.105 m. Articolul din 2010 îi dă vârfului Chimborazo, din Ecuador, 13.615 m.

azifără rotațieEverest10.188Kangchenjunga9.961Huascarán9.845Chimborazo9.563Kilimanjaro9.260Cotopaxi9.202Cayambe9.096K28.852
Înălțimea deasupra celei mai apropiate mări, azi și pe Pământul fără rotație (metri).

Harta pe care o distribuie toată lumea și oceanele care lipsesc din ea#

În 2010, Witold Fraczek, cercetător la Esri, compania de hărți, a publicat varianta hărții care circulă și azi: un singur continent în jurul ecuatorului, între două oceane polare care se despart la sud-vest de Kiribati. Articolul se încheie spunând că marea unui Pământ nemișcat ar deveni o sferă perfectă.

Dacă marea se așază într-o sferă, iar roca își păstrează umflătura, apare într-adevăr un singur continent: refăcut așa aici, acoperă 57% din planetă. Dar marea urmează o suprafață de nivel, iar umflătura rocii atrage și ea apa. Chiar dacă roca și-ar păstra forma, suprafața aceasta ar rămâne turtită cu aproximativ 10 km. Pe o rocă ce cedează, cum e cea a Pământului, trei oceane traversează în continuare ecuatorul: Pacificul printr-o trecere adâncă de 1.740 m, Oceanul Indian printr-una de 1.600 m și Atlanticul printr-una de 1.420 m. Pe o rocă perfect rigidă, Pacificul și Oceanul Indian ar trece în continuare, prin treceri adânci de câteva sute de metri, iar Atlanticul ar fi pe punctul de a se închide. Comută între cele trei variante pe glob.

În mii de ani, țărmurile vechi se întorc#

Roca e elastică doar pe termen scurt. În timp, mantaua de sub scoarță curge ca un gudron foarte vâscos, iar umflătura pe care o susținea rotația începe să coboare.

Modelele care descriu cum se adaptează forma Pământului la o schimbare a rotației estimează durata ajustării la aproximativ o mie până la zece mii de ani. Pe măsură ce umflătura coboară, mările se întorc de la poli. După ce roca s-a adaptat complet la lipsa rotației, nivelul mării față de uscat revine aproape la cel de azi; doar învelișul exterior rigid ar mai putea păstra o urmă a vechii umflături.

O zi lungă cât un an#

Fără rotație, singurul lucru care mută Soarele pe cer e drumul Pământului în jurul lui. O zi ține un an: aproximativ șase luni de lumină și șase de întuneric, aproape peste tot.

Și Soarele merge invers. Orbita îl poartă spre est față de stele, așa că răsare la vest și apune la est.

În două locuri Soarele n-ar răsări și n-ar apune niciodată. Ele sunt orientate spre polii orbitei Pământului, iar acolo Soarele ar atinge orizontul tot anul, ocolindu-l o dată pe an; aerul îi curbează lumina destul cât să rămână tot discul abia vizibil. Dacă rotația s-ar opri chiar acum, ar fi la și : cele două inele aurii de pe glob.

Ziua ta lungă cât un an#

Înălțimea Soarelui deasupra orizontului în București în anul care urmează, dacă rotația s-ar opri acum. Benzile, de sus în jos: zi, amurg, crepuscul, întuneric deplin.

Vremea fără rotație#

Uraganele și taifunurile au nevoie de rotație ca să se învârtă. De aceea aproape nu se formează lângă ecuator, unde efectul ei asupra vânturilor e cel mai slab: după NOAA, o furtună trebuie să fie la cel puțin 300 de mile (aproximativ 480 km) de ecuator pentru ca rotația să o facă să se rotească. Pe Pământul oprit, așa ar fi peste tot.

Vântul ar bate în mare parte dinspre partea întunecată spre cea luminată și s-ar ridica sub Soare. Modelele climatice ale planetelor asemănătoare Pământului care se rotesc încet arată că așa se formează un strat gros de nori pe partea luminată, care reflectă mare parte din lumină: într-un studiu, încetinirea rotației de la o zi la 256 de zile a scăzut temperatura medie a suprafeței cu 20 °C. Modelul nu avea înclinarea axei și nici gheață pe mare, iar planetele lui încă se roteau, chiar dacă încet; un Pământ complet oprit nu s-a numărat printre cazurile calculate.

Un pendul arată rotația direct. În București, planul în care oscilează se rotește cu 253° pe zi. Fără rotație, ar oscila la nesfârșit pe aceeași linie.

Traiectoria bilei unui pendul, văzută de sus, timp de 24 de ore, în București. Stânga: azi. Dreapta: fără rotație.

Ai cântări ceva mai mult#

Rotația te trage ușor spre exterior. Fără ea, în București un om de 70 kg ar cântări cu 124 g mai mult; la ecuator, cu aproximativ 240 g.

O schimbare mică și una dintre puținele din această poveste pe care le-ai simți în propriul corp.

Pământul chiar încetinește, dar nu se va opri așa#

Pământul real încetinește, frânat mai ales de mareele ridicate de Lună. Înregistrările eclipselor din Antichitate arată că ziua crește, per total, cu aproximativ 1,8 miimi de secundă pe secol. Straturile de rocă din China depuse acum 1,4 miliarde de ani indică o zi de aproximativ 18,7 ore.

În ritmul de azi, ziua câștigă o oră la fiecare 200 de milioane de ani. Niciun proces cunoscut n-ar putea opri rotația de tot.

161820222418,68 h24 h1,51,00,5azimiliarde de ani în urmă
Lungimea zilei, în ore. Puncte: măsurători din straturi de rocă vechi și ziua de azi; linia: extrapolarea ritmului actual de încetinire.

Cum s-au făcut calculele#

Relieful: NOAA ETOPO1, suprafața gheții și roca de bază, eșantionate din 0,1 în 0,1 grade și mediate pe celule de 0,2°. Suprafața mării e suprafața de nivel de azi fără potențialul centrifug, scalată pentru un Pământ elastic cu 1 + k₂ − h₂ = 0,687 (IERS Conventions 2010). Atracția și greutatea apei mutate sunt adăugate la scara cea mai mare (gradul 2, cu numerele Love de încărcare din aceeași sursă), iar calculul se repetă până se stabilizează.

Varianta elastică presupune că rotația se oprește mai repede decât poate curge mantaua (articolul din 2010 își imagina câteva decenii), dar destul de lent încât nimic să nu fie aruncat din loc. Apa își păstrează volumul și ajunge într-o celulă doar prin celule aflate sub nivelul ei; un bazin marin despărțit de poli își păstrează apa până la marginea cea mai joasă. Calotele de gheață pe care noua mare e destul de adâncă să le ridice sunt considerate plutitoare. Cadrele intermediare sunt stări de echilibru pentru fiecare lungime a zilei, nu o simulare a drumului apei. Punctul cel mai înalt al fiecărei treceri a oceanelor peste ecuator a fost verificat din nou pe relieful complet, la un minut de arc. Varianta hărții celebre a fost refăcută după o interpretare a articolului ei (roca își păstrează umflătura, marea devine o sferă, fiecare ocean își păstrează apa după despărțire); dă un singur continent ecuatorial, dar nu exact înălțimile din articol, a cărui metodă nu e publicată.

Culoarea uscatului de pe glob vine din mozaicul satelitar Blue Marble al NASA pentru august 2004, umbrit după relief; marea, uscatul acoperit de apă și fundul de mare rămas la suprafață sunt colorate din calcul.

Aerul: presiunea la sol scade cu înălțimea deasupra noii mări, cu o înălțime de scară de 8 km, aceeași regulă pentru azi și pentru Pământul oprit, suficientă pentru a compara locuri, nu pentru o prognoză meteo.

Soarele: formulele lui Meeus, cu solul fixat în poziția pe care o are în clipa în care deschizi pagina; atracția Soarelui și a Lunii asupra umflăturii rămase l-ar roti încet, așa că datele sunt aproximative. Localitățile: GeoNames, toate locurile cu peste 15.000 de locuitori și altitudinea lor; valorile pentru o localitate vin din grila de 0,2° din jur și din altitudinea ei.

Ce nu e calculat: vremea și temperatura pe Pământul oprit, câmpul magnetic, momentul exact al întoarcerii țărmurilor și orice despre oprirea bruscă în afară de viteze și energie.

Surse#